EP2499401B1 - Kalibrierverfahren und hydraulischer fahrantrieb - Google Patents

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EP2499401B1
EP2499401B1 EP10757730.6A EP10757730A EP2499401B1 EP 2499401 B1 EP2499401 B1 EP 2499401B1 EP 10757730 A EP10757730 A EP 10757730A EP 2499401 B1 EP2499401 B1 EP 2499401B1
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EP
European Patent Office
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calibration method
hydraulic
calibration
signal level
drive
Prior art date
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Application number
EP10757730.6A
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English (en)
French (fr)
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EP2499401A1 (de
Inventor
Michael Brand
Reinhart Rückert
Klaus Renz
Susanne Stumm
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Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/38—Control of exclusively fluid gearing
    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/421—Motor capacity control by electro-hydraulic control means, e.g. using solenoid valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/42—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic involving adjustment of a pump or motor with adjustable output or capacity
    • F16H61/431—Pump capacity control by electro-hydraulic control means, e.g. using solenoid valves
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    • F16H61/47—Automatic regulation in accordance with output requirements for achieving a target output speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/20—Off-Road Vehicles
    • B60Y2200/25—Track vehicles
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16H61/40—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic
    • F16H61/44—Control of exclusively fluid gearing hydrostatic with more than one pump or motor in operation
    • F16H61/456—Control of the balance of torque or speed between pumps or motors

Definitions

  • the invention relates to a calibration method for a traction drive of a vehicle with two hydraulic drive circuits and a hydraulic traction drive, which is operable according to such a calibration method.
  • two-circuit drives for tracked vehicles drives a diesel engine via a transfer case two electrically proportional proportional axial piston pumps, each forming a closed hydraulic circuit with an electrically adjustable axial piston hydraulic motor.
  • Each hydraulic motor drives a chain of the vehicle via a Turas gearbox.
  • the speed of the two hydraulic motors is measured with a sensor.
  • a control unit controls and regulates the travel drive by means of electrically proportional currents of the drive units of the pumps and / or motors.
  • the basic structure of such two-circuit drives is in the publications DE 10 2004 059 820 A1 and DE 37 39 389 A1 described.
  • US 5,787,374 A shows a calibration method for a traction drive of a vehicle with two hydraulic drive circuits, each having a hydraulic motor with adjustable displacement and a hydraulic pump with adjustable displacement, each associated with a control unit for adjustment, which is electrically controlled by a control unit, with the steps: increase the signal level until a desired state is reached; Adjusting the signal level so that the target state is held in the target window for a predetermined period of time, store the thus determined signal level and repeating the above steps in a corresponding manner for the other drive circuit.
  • the invention has for its object to provide a calibration method for a traction drive of a vehicle with two hydraulic drive circuits and a traction drive, which is operable according to such a calibration method. This object is achieved with regard to the calibration by the combination of features of claim 1 and in terms of the drive through the feature combination of the independent claim 9 solved.
  • the calibration method for traction drives with two hydraulic drive circuits is provided, each having a hydraulic motor with adjustable displacement and / or a hydraulic pump with adjustable delivery volume.
  • the adjustment of the hydraulic motor and / or the pump is in each case via control devices of conventional design, via which, for example, the pivot angle of the respective hydraulic machine is adjustable. These control devices are acted upon by a hydraulic or electrical control signal for adjusting the respective associated hydraulic machine.
  • the calibration of the two drive circuits to ensure a uniform and simultaneous startup of the vehicle takes place in that a control signal is first delivered to one of the control units of a drive circuit, which is below the threshold of this drive unit. In a subsequent method step, the signal level is then gradually increased in coarse steps until a predetermined desired state is reached.
  • This desired state can be, for example, a minimum speed at which a chain of the travel drive starts to move. In principle, however, this desired state can also be a maximum speed or a state lying between the two extremas (minimum speed / maximum speed).
  • the signal level is reduced by a portion of a coarse level, for example by two-thirds of a coarse level, and then the signal level gradually changed by fine levels until the desired target state is in a so-called target window - i. it is not exactly controlled a setpoint value, but a certain tolerance range allowed.
  • This fine level adjustment is performed until the desired state can be maintained over a predetermined period in the time window. After this stabilization of the desired state, the determined signal level is stored and the above-described calibration process for the corresponding hydraulic machine (motor / pump) of the other drive branch is performed.
  • control signals are electrical control signals.
  • the invention can be realized correspondingly also in hydraulic control signals.
  • the above-described desired state may be a minimum or a maximum speed of the hydraulic motor or the pump of the respective hydrostatic transmission of a drive branch.
  • the signal levels resulting during the calibration, in which the nominal state is kept within a predetermined target window are the control signals which are set at the minimum or maximum rotational speed.
  • the actuators for the components of the hydrostatic transmission each have a proportional solenoid via which the delivery or the displacement can be adjusted.
  • the calibration is carried out both in forward and in reverse of the traction drive.
  • the above-described calibration method is carried out at the factory before the delivery of the vehicle to a customer, preferably when the chains are lifted off the ground.
  • this calibration is also performed during maintenance or after a predetermined calibration period.
  • the inventive hydraulic traction drive is designed with a control unit that is configured to carry out the method described above.
  • the vehicle may be, for example, a dozer or a crawler.
  • FIG. 1 shows a highly schematic view of a traction drive 1 of a tracked vehicle, such as a Dozer.
  • a traction drive 1 of a tracked vehicle such as a Dozer.
  • a tracked vehicle such as a Dozer.
  • Such a drive is designed as a two-circuit drive, wherein in each case a chain 2, 4 is assigned a hydraulic drive circuit.
  • Each of these drive circuits includes a hydrostatic transmission consisting of an adjustable pump 6, 8, both of which are driven by a diesel engine 10 and a transfer case 12.
  • the executed in Axialkolbenbauweise hydraulic pump 6, 8 each drive circuit is arranged in a closed circuit with an electrically adjustable hydraulic motor 14, 16, wherein in the illustration FIG. 1 the high-pressure / low-pressure lines are denoted by the reference numerals 18 and 20, respectively.
  • both the hydraulic pumps 6, 8 and the hydraulic motors 14, 16 are designed in axial piston design, the delivery / displacement volume is electrically adjustable.
  • the hydraulic motors 14, 16 are each connected via a Turasgetriebe (not shown) with the respective chain 2, 4.
  • the electrical adjustment of the hydraulic machines 6,8 and 14, 16 takes place in the illustrated embodiment via non-illustrated control devices over which the pivot angle of the respective axial piston machine is adjustable.
  • the setpoint adjustment on the control unit 22 takes place for example via pedals 26 or a joystick 28.
  • the speed of the hydraulic motors 14, 16 and thus the speed of movement of the chains 2, 4 can be detected via speed sensors 30, 32, the output signal via signal lines 36 are reported to the control unit 22 ,
  • FIG. 2 shows a flow chart with the essential calibration steps.
  • the calibration of the pumps 6, 8 is explained in terms of a minimum pump delivery flow, which is required to set the chains 2, 4 in motion.
  • the hydraulic machines 14, 16 are calibrated with respect to the minimum displacement. According to the invention, it is preferred if this calibration is also aligned with the maximum delivery / displacement volume, so that synchronous operation at maximum speed is ensured.
  • the control signal applied via the control line 34 to the drive unit of the hydraulic pump of a drive circuit, for example the hydraulic pump 8, is adjusted to such a low value that the drive unit or more precisely, the proportional magnet the adjusting device for adjusting the pivot angle of the axial piston 8 just does not respond.
  • this control signal i. increases the current applied to the proportional solenoid in coarse steps until a speed of the chain 4 is detected via the speed sensor 32, i. until the chain 4 starts to move.
  • the currents applied to the proportional solenoids are in the range of 400mA, while at maximum speed they are in the range of 1200mA.
  • the control signal by a predetermined proportion of a coarse stage, reduced in the present case by 2/3.
  • the control signal in fine stages is changed until the chain speed detected by the rpm sensor 32 or the rotational speed of the hydraulic motor 16 is within a target window.
  • This target window will be a relatively low speed range as the minimum pump current 8 is detected.
  • the control then takes place via the fine-stage mode such that the chain speed is kept within the target window for a predetermined period of time and thus remains constant without changing the control signal.
  • the chain speed must be stable in the target window for a certain period of time. If the target window is left during this period, then the "fine level” calibration step is reset and the adjustment is continued until the stabilization has occurred. There is preferably no time limit However, the calibration process can be stopped manually by pressing the pedal 26 or the joystick 28.
  • the corresponding control signal which stands for a minimum pump volume flow or a minimum energization of the drive unit, is stored in a data memory of the control unit 22 ("store").
  • This calibration is performed both for the forward drive and for the reverse drive of both drive circuits.
  • a corresponding calibration can also be carried out for the hydraulic motors 14, 16 both in forward and in reverse. This calibration is done in the same way.
  • This calibration is done without manual intervention via the control unit 22 as an auto-calibration.
  • the minimum pump current values are available for both forward and reverse drive. If appropriate, the minimum motor current values for the two driving states are also present. These data are then stored in the control unit 22.
  • Such a calibration can be used at the end of the Dozer production line, in which case preferably the dozer is raised and the chains are in the air, so that the coefficients of friction of the underbody are disregarded.
  • the autocalibration described can also be performed on concrete or off-road. It may also be started by the service personnel through certain pedal and joystick actuation while the ignition is on to calibrate the dozer after replacing a controller or pump in the field.
  • a calibration method for a traction drive of a vehicle with two hydraulic drive circuits and a traction drive which can be operated according to such a calibration method.
  • the calibration is performed by increasing a control signal in a coarse stage until a desired state, for example a minimum speed, has been reached. Subsequently, the control signal is reduced by a portion of a coarse stage and changed in fine levels until the desired state is in a target window. The control signal is adjusted via the fine stages so that the desired state is stabilized in the target window over a predetermined period of time. After this stabilization, the set signal level is stored.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kalibrierverfahren für einen Fahrantrieb eines Fahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen und einen hydraulischen Fahrantrieb, der nach einem derartigen Kalibrierverfahren betreibbar ist.
  • Bei derartigen Zweikreisantrieben für Kettenfahrzeuge treibt beispielsweise ein Dieselmotor über ein Verteilergetriebe zwei elektrisch proportional verstellbare Axialkolbenpumpen an, die jeweils einen geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit einem elektrisch verstellbaren Axialkolben-Hydromotor bilden. Jeder Hydromotor treibt über ein Turasgetriebe eine Kette des Fahrzeugs an. Die Drehzahl der beiden Hydromotoren wird mit einem Sensor gemessen. Ein Steuergerät steuert und regelt den Fahrantrieb mittels elektrisch proportionaler Ströme der Ansteuergeräte der Pumpen und/oder Motoren. Der prinzipielle Aufbau derartiger Zweikreisantriebe ist in den Druckschriften DE 10 2004 059 820 A1 und DE 37 39 389 A1 beschrieben.
  • US 5 787 374 A zeigt ein Kalibrierverfahren für einen Fahrantrieb eines Fahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen, die jeweils einen Hydromotor mit verstellbaren Schluckvolumen und eine Hydropumpe mit verstellbaren Fördervolumen aufweisen, denen jeweils ein Ansteuergerät zur Verstellung zugeordnet ist, das über ein Steuergerät elektrisch angesteuert wird, mit den Schritten: Erhöhen des Signalpegels bis ein Sollzustand erreicht ist; Einstellen des Signalpegels so, dass der Sollzustand über einen vorbestimmten Zeitraum im Zielfenster gehalten wird, speichern des so ermittelten Signalpegels und Wiederholen der oben genannten Schritte in entsprechender Weise für den anderen Antriebskreis.
  • J Problematisch bei diesen bekannten Lösungen ist, dass es aufgrund von Toleranzen des Stromabgleichs des Steuergerätes sowie der Ansteuergeräte der Hydromotoren und Pumpen sowie mechanischer Toleranzen des Antriebs, beispielsweise des Turasgetriebes, der Lagerung sowie der Kettenspannung beim Anfahren aufgrund eines unterschiedlichen Ansprechverhaltens der einzelnen Antriebskreise zu einem Winkelversatz zur gewünschten Fahrtrichtung kommt, die dann vom Fahrzeugführer korrigiert werden muss und bei ungünstigen Bedingungen auch eine Gefährdung darstellt. Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kalibrierverfahren für einen Fahrantrieb eines Fahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen und einen Fahrantrieb zu schaffen, der nach einem derartigen Kalibrierverfahren betreibbar ist. Diese Aufgabe wird im Hinblick auf das Kalibrierverfahren durch die Merkmalskombination des Patentanspruches 1 und im Hinblick auf den Fahrantrieb durch die Merkmalskombination des nebengeordneten Patentanspruches 9 gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist das Kalibrierverfahren für Fahrantriebe mit zwei hydraulischen Antriebskreisen vorgesehen, die jeweils einen Hydromotor mit verstellbarem Schluckvolumen und/oder eine Hydropumpe mit verstellbarem Fördervolumen aufweisen. Die Verstellung des Hydromotors und/oder der Pumpe erfolgt jeweils über Ansteuergeräte herkömmlicher Bauart, über die beispielsweise der Schwenkwinkel der jeweiligen Hydromaschine verstellbar ist. Diese Ansteuergeräte werden mit einem hydraulischen oder elektrischen Steuersignal zur Verstellung der jeweils zugeordneten Hydromaschine beaufschlagt. Die Kalibrierung der beiden Antriebskreise zur Gewährleistung eines gleichmäßigen und gleichzeitigen Anfahrens des Fahrzeugs erfolgt dadurch, dass zunächst an eines der Ansteuergeräte eines Antriebskreises ein Steuersignal abgegeben wird, das unterhalb der Ansprechschwelle dieses Antriebsgerätes liegt. In einem folgenden Verfahrensschritt wird der Signalpegel dann in Grobstufen stufenweise erhöht bis ein vorbestimmter Sollzustand erreicht ist. Dieser Sollzustand kann beispielsweise einen Minimaldrehzahl sein, bei der sich eine Kette des Fahrantriebs in Bewegung setzt. Prinzipiell kann dieser Sollzustand jedoch auch eine Maximaldrehzahl oder ein zwischen den beiden Extremas (Minimaldrehzahl/Maximaldrehzahl) liegender Zustand sein. Bei Erreichen dieses Sollzustands wird der Signalpegel um einen Teil einer Grobstufe, beispielsweise um zwei Drittel einer Grobstufe verringert und anschließend der Signalpegel stufenweise um Feinstufen verändert bis der gewünschte Sollzustand in einem so genannten Zielfenster liegt - d.h. es wird nicht exakt ein Sollzustandswert angesteuert, sondern ein gewisser Toleranzbereich zugelassen.
  • Diese Feinstufeneinstellung wird so lange durchgeführt bis der Sollzustand über einen vorbestimmten Zeitraum in dem Zeitfenster gehalten werden kann. Nach dieser Stabilisierung des Sollzustands wird der ermittelte Signalpegel abgespeichert und das vorbeschriebene Kalibrierverfahren für die entsprechende Hydromaschine (Motor/Pumpe) des anderen Antriebszweigs durchgeführt.
  • Auf diese Weise können die eingangs beschriebenen Toleranzen des Stromabgleichs des Steuergerätes oder des Ansteuergerätes sowie die mechanischen Toleranzen des Fahrantriebs ausgeglichen werden, so dass ein gleichmäßiges Anfahren des Fahrzeugs ohne Winkelversatz gewährleistet ist.
  • Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn die Steuersignale elektrische Steuersignale sind. Die Erfindung lässt sich jedoch entsprechend auch bei hydraulischen Steuersignalen realisieren.
  • Beim erfindungsgemäßen Konzept kann der vorbeschriebene Sollzustand eine Minimal- oder eine Maximaldrehzahl des Hydromotors oder der Pumpe des jeweiligen hydrostatischen Getriebes eines Antriebszweigs sein. Dabei sind die sich bei der Kalibrierung ergebenden Signalpegel, bei denen der Sollzustand in einem vorbestimmten Zielfenster gehalten wird, diejenigen Steuersignale, die sich bei minimaler oder maximaler Drehzahl einstellen.
  • Die Ansteuergeräte für die Komponenten des hydrostatischen Getriebes (Motor, Pumpe) verfügen jeweils über einen Proportionalmagneten, über den das Förder- bzw. das Schluckvolumen verstellbar ist.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Kalibrierung sowohl bei Vorwärts- als auch bei Rückwärtsfahrt des Fahrantriebes.
  • Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das vorbeschriebene Kalibrierverfahren vor der Auslieferung des Fahrzeugs an einen Kunden werksseitig, vorzugsweise bei vom Boden abgehobenen Ketten durchgeführt wird.
  • Vorzugsweise wird dies Kalibrierung auch bei einer Wartung oder nach Ablauf eines vorgegebenen Kalibrierzeitraums durchgeführt.
  • Der erfindungsgemäße hydraulische Fahrantrieb ist mit einem Steuergerät ausgeführt, das zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens konfiguriert ist.
  • Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Dozer oder einen Crawler handeln.
  • Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen hydraulischen Fahrantriebs und
    • Figur 2 ein Ablaufschema eines Kalibrierverfahrens für einen derartigen Fahrantrieb.
  • Figur 1 zeigt eine stark schematisierte Ansicht eines Fahrantriebs 1 eines Kettenfahrzeugs, beispielsweise eines Dozers. Ein derartiger Fahrantrieb ist als Zweikreisantrieb ausgelegt, wobei jeweils einer Kette 2, 4 ein hydraulischer Antriebskreis zugeordnet ist. Jeder dieser Antriebskreise enthält ein hydrostatisches Getriebe bestehend aus einer verstellbaren Pumpe 6, 8, die beide von einem Dieselmotor 10 und einem Verteilergetriebe 12 angetrieben werden. Die in Axialkolbenbauweise ausgeführten Hydropumpe 6, 8 jedes Antriebskreises ist in einem geschlossenen Kreislauf mit einem elektrisch verstellbaren Hydromotor 14, 16 angeordnet, wobei in der Darstellung gemäß Figur 1 die Hochdruck-/Niederdruckleitungen mit den Bezugszeichen 18 bzw. 20 gekennzeichnet sind. Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel sind sowohl die Hydropumpen 6, 8 als auch die Hydromotoren 14, 16 in Axialkolbenbauweise ausgeführt, deren Förder-/Schluckvolumen elektrisch verstellbar ist. Die Hydromotoren 14, 16 sind jeweils über ein Turasgetriebe (nicht dargestellt) mit der jeweiligen Kette 2, 4 verbunden.
  • Die elektrische Verstellung der Hydromaschinen 6,8 und 14, 16 erfolgt beim dargestellten Ausführungsbeispiel über nicht näher dargestellte Ansteuergeräte, über die der Schwenkwinkel der jeweiligen Axialkolbenmaschine einstellbar ist.
  • Der Grundaufbau derartiger Stellsysteme zur Einstellung des Förder-/Schluckvolumenstroms einer Hydromaschine sind bekannt, beispielhaft sei auf das Datenblatt RD 30024 der Bosch Rexroth AG verwiesen. Bei diesen Stellsystemen/Ansteuergeräten erfolgt die Verstellung des Schwenkwinkels über ein proportional verstellbares Wegeventil, das mittels eines Proportionalmagneten verstellbar ist. Die Ansteuerung dieser Proportionalmagneten erfolgt bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel über ein Steuergerät 22, das mit einer Vielzahl von Ausgängen ausgeführt ist, über die durch Ansteuerung der vorbeschriebenen Ansteuergeräte der Axialkolbenmaschinen die Hydropumpen 6, 8 und die Hydromaschinen 14, 16 sowohl in Vorwärtsfahrtrichtung als auch in Rückwärtsfahrtrichtung ansteuerbar sind. Die Signalübertragungswege zur Ansteuerung der Ansteuergeräte sind in Figur 1 mit den Signalleitungen 24, 34 angedeutet, die vom jeweiligen Ausgang des Steuergerätes 22 (vorzugsweise ein PWM-Ausgang) zum jeweiligen Ansteuergerät der Hydromaschinen 6, 8, 14, 16 verlaufen.
  • Die Sollwerteinstellung am Steuergerät 22 erfolgt beispielsweise über Pedale 26 oder einen Joystick 28. Die Drehzahl der Hydromotoren 14, 16 und damit die Bewegungsgeschwindigkeit der Ketten 2, 4 kann über Drehzahlsensoren 30, 32 erfasst werden, deren Ausgangssignal über Signalleitungen 36 zum Steuergerät 22 gemeldet werden.
  • Wie eingangs erläutert, ist es für eine exakte Steuerung des Dozers erforderlich, dass insbesondere beim Anfahren beide Ketten 2, 4 gleichzeitig und mit der gleichen Drehzahl ansteuerbar sind. Um dies zu gewährleisten, wird werksseitig und kann bei einer Wartung sowie innerhalb vorbestimmter Wartungszyklen eine Kalibrierung durchgeführt werden, die anhand Figur 2 erläutert wird. Figur 2 zeigt ein Ablaufschema mit den wesentlichen Kalibrierschritten. Dabei wird die Kalibrierung der Pumpen 6, 8 im Hinblick auf einen minimalen Pumpenförderstrom erläutert, der erforderlich ist, um die Ketten 2, 4 in Bewegung zu setzen. In entsprechender Weise können selbstverständlich auch die Hydromaschinen 14, 16 im Hinblick auf das minimale Schluckvolumen kalibriert werden. Erfindungsgemäß wird es bevorzugt, wenn diese Kalibrierung auch auf das maximale Förder-/Schluckvolumen ausgerichtet wird, so dass ein Synchronlauf bei Höchstgeschwindigkeit gewährleistet ist.
  • Zur "Start" der Kalibrierung des genannten Minimalfördervolumens der Hydropumpen 6, 8 wird das über die Steuerleitung 34 an das Ansteuergerät der Hydropumpe eines Antriebskreises, beispielsweise der Hydropumpe 8 angelegte Steuersignal auf einen so geringen Wert eingestellt, dass das Ansteuergerät oder genauer gesagt, der Proportionalmagnet der Stelleinrichtung zur Verstellung des Schwenkwinkels der Axialkolbenpumpe 8 gerade nicht anspricht.
  • In einem mit "Grobstufen" genannten Kalibrierschritt wird dieses Steuersignal, d.h. der an den Proportionalmagneten angelegte Strom in Grobstufen erhöht bis über den Drehzahlsensor 32 eine Drehzahl der Kette 4 erkannt wird, d.h. bis sich die Kette 4 in Bewegung setzt.
  • Bei einer 12V-Spannungsversorgung liegen die an den Proportionalmagneten angelegten Ströme beispielsweise im Bereich von 400 mA, während sie bei maximaler Drehzahl im Bereich von 1200 mA liegen.
  • Nachdem sich die Kette 4 in Bewegung gesetzt hat, wird in dem Schritt "Reduzierung" gemäß Figur 2 das Steuersignal um einen vorbestimmten Anteil einer Grobstufe, im vorliegenden Fall um 2/3 verringert.
  • Darauf folgend wird im dem Kalibrierschritt "Feinstufe" das Steuersignal in Feinstufen so lange geändert bis die über den Drehzahlsensor 32 erfasste Kettendrehzahl oder die Drehzahl des Hydromotors 16 innerhalb eines Zielfensters liegt. Dieses Zielfenster wird bei der Erfassung des minimalen Pumpenstroms 8 ein relativ geringer Drehzahlbereich sein.
  • Diese Aufteilung der Kalibrierung in eine Grob- und eine Feinstufe führt zu einer beträchtlichen Zeiteinsparung, da durch die vergleichsweise großen Sprünge in dem Kalibrierschritt "Grobstufe" sehr schnell der kritische Drehzahlbereich erreicht wird und dann die Feineinstellung im Bereich des Zielfensters in der "Feinstufe" über die wesentlich kleineren Steuersignalstufen erfolgt.
  • Im Schritt "Stabilisierung" erfolgt dann über den Feinstufenmodus die Ansteuerung derart, dass die Kettendrehzahl über einen vorbestimmten Zeitraum innerhalb des Zielfensters gehalten wird und somit ohne Veränderung des Steuersignals konstant bleibt. Während der "Stabilisierung" muss sich die Kettendrehzahl für einen bestimmten Zeitraum stabil im Zielfenster befinden. Wird während dieses Zeitraums das Zielfenster verlassen, so wird zum Kalibrierschritt "Feinstufe" zurück gegangen und so lange eingeregelt bis die Stabilisierung eingetreten ist. Dabei besteht vorzugsweise keine Zeitbegrenzung von Seiten des Steuergerätes 22. Der Kalibriervorgang kann jedoch durch Betätigung des Pedals 26 oder des Joysticks 28 manuell abgebrochen werden.
  • Sobald dieser stabile Zustand erreicht wird, wird das entsprechende Steuersignal, das für einen minimalen Pumpenvolumenstrom oder eine minimale Bestromung des Ansteuergerätes steht, in einem Datenspeicher des Steuergerätes 22 abgelegt ("Speichern").
  • Diese Kalibrierung wird sowohl für die Vorwärtsfahrt als auch für die Rückwärtsfahrt beider Antriebskreise durchgeführt.
  • Bei besonders hohen Anforderungen kann eine entsprechende Kalibrierung auch für die Hydromotoren 14, 16 sowohl in Vorwärts- als auch in Rückwärtsfahrt durchgeführt werden. Diese Kalibrierung erfolgt in entsprechender Weise.
  • Diese Kalibrierung erfolgt ohne manuellen Eingriff über das Steuergerät 22 als Autokalibrierung.
  • Nach der Kalibrierung liegen die minimalen Pumpenstromwerte sowohl für die Vorwärts- als auch für die Rückwärtsfahrt vor. Gegebenenfalls liegen auch die minimalen Motorstromwerte für die beiden Fahrzustände vor. Diese Daten sind dann im Steuergerät 22 abgelegt.
  • Des Weiteren ist es möglich, eine Kalibrierung auch im Hinblick auf die Maximaldrehzahl der Ketten 2, 4, d.h auf die maximale Fahrgeschwindigkeit auszurichten. In diesem Fall wird im Kalibrierschritt "Grobstufe" das Steuersignal, d.h. der an den Proportionalmagneten angelegte Strom, so lange erhöht bis über den zugeordneten Drehzahlsensor 32, 30 keine Drehzahländerung mehr festgestellt wird - die Maximalgeschwindigkeit der jeweiligen Kette 2, 4 ist erreicht. Die Kalibrierung erfolgt dann im Folgenden gemäß dem in Figur 2 dargestellten Ablaufschema durch die Schritte "Reduzierung", "Feinstufe" und "Stabilisierung". Die dabei erhaltenen maximalen Pumpen-/Motorströme werden ebenfalls im Datenspeicher des Steuergerätes 22 abgelegt. Durch diese Kalibrierung ist somit eine Geradeausfahrt sowohl beim Anfahren als auch bei der Maximalgeschwindigkeit und den dazwischen liegenden Bereichen gewährleistet.
  • Eine derartige Kalibrierung kann am Bandende der Dozer-Produktion eingesetzt werden, wobei dann vorzugsweise der Dozer angehoben ist und sich die Ketten in der Luft befinden, so dass die Reibkoeffizienten des Unterbodens unberücksichtigt bleiben. Die beschriebene Autokalibrierung kann jedoch auch auf Beton oder im Gelände ausgeführt werden. Sie kann auch vom Servicepersonal durch bestimmte Pedal- und Joystickbetätigung während des Einschaltens der Zündung gestartet werden, um den Dozer nach Austausch eines Steuergerätes oder einer Pumpe im Feld zu kalibrieren.
  • Selbstverständlich ist es nicht erforderlich, alle Hydromaschinen 6, 8, 14, 16 in der vorbeschriebenen Weise für die minimalen und maximalen Ströme/Förder-/Schluckvolumina in den beschriebenen Fahrzuständen zu kalibrieren. Bei geringeren Anforderungen dürfte es ausreichen, die beiden Hydropumpen 6, 8 im Anfahrbereich und im Bereich der Maximalgeschwindigkeit zu kalibrieren.
  • Offenbart sind ein Kalibrierverfahren für einen Fahrantrieb eines Fahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen und ein Fahrantrieb, der nach einem derartigen Kalibrierverfahren betreibbar ist. Erfindungsgemäß erfolgt die Kalibrierung durch Erhöhen eines Steuersignals in einer Grobstufe bis ein Sollzustand, beispielsweise eine Minimaldrehzahl erreicht ist. Im Anschluss wird das Steuersignal um einen Anteil einer Grobstufe reduziert und in Feinstufen verändert bis der Sollzustand in einem Zielfenster liegt. Das Steuersignal wird über die Feinstufen so eingestellt, dass der Sollzustand im Zielfenster über eine vorbestimmten Zeitraum stabilisiert ist. Nach dieser Stabilisierung erfolgt eine Speicherung des eingestellten Signalpegels.

Claims (10)

  1. Kalibrierverfahren für einen Fahrantrieb eines Fahrzeugs mit zwei hydraulischen Antriebskreisen, die jeweils einen Hydromotor (14, 16) mit verstellbaren Schluckvolumen und/oder eine Hydropumpe (6, 8) mit verstellbaren Fördervolumen aufweisen, denen jeweils ein Ansteuergerät zur Verstellung zugeordnet ist, das über ein Steuergerät (22) hydraulisch oder elektrisch angesteuert wird, mit den Schritten:
    - Generieren eines Signalpegels unterhalb einer Ansprechschwelle eines Ansteuergerätes einer Hydromaschine (6,8; 14,16) eines Antriebskreises;
    - Erhöhen des Signalpegels in Grobstufen bis ein Sollzustand erreicht ist;
    - Reduzieren des Signalpegels bei Erreichen des Sollzustands um einen Teil einer Grobstufe, vorzugsweise um mehr als die Hälfte einer Grobstufe;
    - Verändern des Signalpegels in Feinstufen bis der Sollzustand innerhalb eines Zielfensters liegt;
    - Einstellen des Signalpegels über Feinstufen so, dass der Sollzustand über einen vorbestimmten Zeitraum im Zielfenster gehalten wird;
    - Speichern des so ermittelten Signalpegels und
    - Wiederholen der oben genannten Schritte in entsprechender Weise für den anderen Antriebskreis.
  2. Kalibrierverfahren nach Patentanspruch 1, wobei das Steuersignal ein elektrischer Strom ist.
  3. Kalibrierverfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, wobei der Sollzustand eine Minimal- oder Maximaldrehzahl des Hydromotors (14, 16) oder der Hydropumpe (6, 8) ist.
  4. Kalibrierverfahren nach Patentanspruch 3, wobei die Signalpegel diejenigen Steuersignale sind, die sich bei minimaler oder maximaler Drehzahl einstellen.
  5. Kalibrierverfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Ansteuergeräte jeweils einen Proportionalmagneten haben, der mit dem jeweiligen Steuersignal bestromt wird.
  6. Kalibrierverfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Kalibrierung sowohl für Rückwärts- als auch für Vorwärtsfahrt durchgeführt wird.
  7. Kalibrierverfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dieses vor Auslieferung des Fahrzeugs an einen Kunden werksseitig, vorzugsweise im vom Boden abgehobenen Zustand durchgeführt wird.
  8. Kalibrierverfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei dieses bei einer Wartung oder nach Ablauf eines vorgegebenen Kalibrierzeitraums durchgeführt wird.
  9. Hydraulischer Fahrantrieb eines Fahrzeuges, mit zwei hydraulischen Antriebskreisen, die jeweils einen Hydromotor (14, 16) mit verstellbaren Schluckvolumen und/oder eine Hydropumpe (6, 8) mit verstellbaren Fördervolumen aufweisen, denen jeweils ein Ansteuergerät zur Verstellung zugeordnet ist, das über ein Steuergerät (22) hydraulisch oder elektrisch ansteuerbar ist, wobei das Steuergerät (22) zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche konfiguriert ist.
  10. Fahrantrieb nach Patentanspruch 9, wobei das Fahrzeug ein Kettenfahrzeug, beispielsweise ein Dozer oder ein Crawler ist.
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